可调角度弯钻杆的研制

在处理井下事故特别是藏鱼头事故时,由于鱼头不居中,甚至贴在井径变化较大处,因此很难实施普通打捞。现场普遍采用可弯肘节和折弯钻杆的方式进行寻找落鱼,实施打捞,有可能多次折弯钻杆,造成浪费,甚至造成井下更复杂情况的发生。根据这一情况,设计了可调角度弯钻杆。可调角度弯钻杆由上接头、花键体、调整套、下接头等组成,通过调节调整套和花键体等机构,可实现弯钻杆0°~4°调节。已完成可调角度弯钻杆的样机制造,并在多口井中进行应用。结果表明,采用可调角度弯钻杆可有效实施藏鱼头打捞,井口调节方便,应用取得了成功;单井可节约近30万元。     

套磨保护捞砂器的研制

套磨保护捞砂器是集套铣、磨铣、捞砂于一体的工具,主要由上接头、喷嘴、出流管、过滤环、打捞筒、翻板、螺丝、弹簧、下接头等组成。该工具运用文丘里原理,在喷嘴口形成高速流体,产生低压抽吸作用,把套铣、磨铣的砂砾和铁屑由反循环通道流入打捞篮内,防止砂砾和铁屑在环空中堆积,同时降低了套、磨阻力,清洁了鱼顶,保护了套铣筒、磨鞋和钻杆。实践表明,该工具的应用解决了出砂井套磨、捞砂的问题,提高了套铣和磨铣的效率,为落鱼的再次打捞创造了条件。     

打捞锥失效分析及TiAlN涂层工艺与性能研究

公母锥仍是目前各油田普遍使用的一种打捞工具。对石油矿场来说,打捞或造扣一旦失败,往往导致事故套事故的恶性循环。本文讨论了石油矿场用打捞公母锥的失效形式及成因：造扣时受强烈的摩擦、挤压、剪切、瞬时高温及鱼头硬化,从而使打捞锥工作部丝扣变形,粘焊、横裂、磨损、压掐而丧失锐利性;运用物理气相沉积工艺对２７ＳｉＭｎ２ＷＶＡ钢试件沉积了ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ涂层,并进行了一系列涂层性能与应用试验;结果表明：涂镀     

事故井套铣作业铣鞋铣削模型及管柱扭矩研究

针对事故井套铣作业铣鞋铣削模型探究少、管柱扭矩选择难的问题,通过参考铣床铣削加工模型建立了铣鞋铣削力学模型,进而计算出管柱套铣扭矩。计算结果可以为打捞施工中合理的钻压参数选择提供理论参考,为井下安全施工提供技术保证,进一步提高打捞作业效率。     

页岩气水平井水力泵送打捞技术应用与研究

随着页岩气开发井筒条件日趋复杂,泵送桥塞多级射孔出现工具串泵脱等事故风险增加,采用常规连续油管进行打捞存在着设备安装复杂、井场占地面积大、施工周期长、成本高等缺点。针对电缆弱点断脱型井下落鱼,可采用一种电缆水力泵送法打捞技术。现场应用显示,该技术具有施工组织快、作业周期短、井下捞获情况判断准确等优势,并且费用低、有利于保护储层,可有效提高经济效益。     

水平井射孔枪打捞工艺方法及应用

为了解决塔河油田水平井射孔枪打捞难题,防止打捞不成功造成次生事故,从实际出发,对射孔枪结构、水平段管柱受力及打捞难点进行剖析,对打捞工具进行优选并改造,形成了一套具有塔河油田特色的水平井水平段射孔枪打捞配套技术与专用工具,提高了作业效率与成功率。TK123H井和TK931H井的应用结果表明,该射孔枪打捞工艺能够满足塔河油田现场打捞需求,具有一定的推广价值。     

论套铣作业铣鞋铣削模型的建立及应用

针对事故井套铣作业铣鞋铣削模型探究少、管柱扭矩钻压选择难的问题,通过参考铣床铣削加工模型建立了铣鞋铣削力学模型,进而计算出管柱套铣扭矩和套铣允许的最大钻压,收到了良好的效果。实践证明,其计算结果可以为打捞施工中合理的钻压参数选择提供理论参考,为井下安全施工提供技术保证,进一步提高打捞作业效率。     

EMT-D系统检测钻杆盲区的控制及应用

EMT-D系统采用漏磁原理大批量检测钻杆管体内外部横向缺陷及管体壁厚,检测准确、速度快,可获得直观的量化检测结果。EMT-D系统在实际检测中存在一定的检测盲区,该盲区的存在是安全钻井的一个重大隐患。分析盲区产生的原因,根据钻杆接头的结构和尺寸特点,确定光电开关的合理安装位置;优化探头结构设计,缩小盲区的范围,将母扣端检测盲区控制在50mm内,公扣端盲区控制在120mm内,有效地控制了因钻杆过渡带刺漏导致钻具断裂的井下事故,收到较好的效果。     

高强度永久式封隔器的套铣打捞实践及效果

伊拉克M油田部分油井因含水率上升而不能自喷生产,在进行射孔作业或更换生产管柱类型前,需将原完井管柱中下入的永久式封隔器捞出。为顺利打捞出高强度材质的永久式封隔器,采取了先打捞封隔器顶部接头,然后再实施套铣打捞的办法。实践证明,这种处理方式可以大大提高处理封隔器的作业效率。     

封隔器解封失效原因分析及打捞工艺探讨——以黄34-1井打捞Y221封隔器为例

在黄34-1井打捞Y221-114封隔器施工中,封隔器上接头倒扣起出,捞矛杆断在中心管内,中心管外胶皮未回收、隔环等配件完好,卡瓦未收回。套磨铣时井下落鱼一起转动,造成封隔器无法进行内捞和外捞。通过对井下落鱼结构的分析研究,对套磨铣工具进行改进,研制出特殊的磨铣工具,创造了打捞条件,在很短的时间内完成了该井的打捞施工。     

90°弯管管道螺旋流的数值模拟

利用计算流体力学软件Fluent对90°弯管中的管道螺旋流进行模拟,通过建模和数值计算,研究了弯管中螺旋流的生成、发展和衰减规律。结果表明切向进流角度60°时切向流速最大,这有利于清除弯管中的沉积杂质,同时证明弯管有很好的继旋作用。     

流固耦合输流管系统的动力学分析及参数影响

为了探究航天器供能系统中输流管系统的动力学问题,建立了输流弯管的有限元模型,并进行流固耦合模态分析,研究了输流管壁厚、管径及弯角角度对其固有频率的影响.另一方面,选取星载质子交换膜燃料电池系统中的一段输流管,进行非定常流输流管动力学响应分析,研究了阀门安装位置和壁厚对管道动位移和应力值的影响.数值结果表明:流固耦合作用降低了输流管的固有频率,随着输流管壁厚的增大,输流管固有频率逐渐增大,输流管管径和弯角角度对输流管的低阶固有频率影响较小,但对高阶固有频率有较大影响;流体的非定常流动会导致管壁动位移值和应力值产生突变,管道动位移幅值和应力幅值受阀门安装位置影响很小,但出现应力极值的位置随其变化而变化;随着输流管壁厚的增加,输流管动位移幅值和应力幅值减小.     

Defects detection in typical positions of bend pipes using low-frequency ultrasonic guided wave

In order to analyze the possibility of detecting defects in bend pipe using low-frequency ultrasonic guided wave, the propagation of T(0,1) mode and L(0,2) mode through straight-curved-straight pipe sections was studied. FE(finite element) models of bend pipe without defects and those with defects were introduced to analyze energy distribution, mode transition and defect detection of ultrasonic guided wave. FE simulation results were validated by experiments of four different bend pipes with circumferential defects in different positions. It is shown that most energy of T(0,1) mode or L(0,2) mode focuses on extrados of bend but little passes through intrados of bend, and T(0,1) mode or L(0,2) mode is converted to other possible non-axisymmetric modes when propagating through the bend and the defect after bend respectively. Furthermore, L(0,2) mode is more sensitive to circumferential notch than T(0,1) mode. The results of this work are beneficial for practical testing of pipes.     

有压管道中的水击危害及其防治措施

有压管道中的水击引起的压强升高值可以达到正常工作压强的几十倍甚至上百倍，因而具有很大的破坏性，往往造成阀门损坏、管道接头断开甚至管道爆裂的重大事故，工程实践中根据水击产生的不同原因及时采取防治措施有着非常重要的意义。     

水膜技术在弯管处流动特性的数值模拟

在超稠油输送过程中常常涉及到不同倾角的弯管流动问题,弯管内的流场由于受到弯管曲率的影响,较直管的流场复杂。其流场往往存在速度偏转和压力畸变,不仅造成能量的损失,而且对水膜面的稳定形成造成一定的影响。运用CFD软件,分别对水膜面通过45°和90°弯管工况下的流场进行了模拟。经过分析确定,采用水膜输送技术时在该工况下应选择90°弯管来提高管线高程。通过CFD软件进行模拟,可优化运行参数,对实际运行具有一定的理论指导意义。     

X70级弯管制备中二次加热对其组织与强韧性的影响研究

对X70级弯管热弯过程的二次加热热处理过程进行了模拟试验,研究了母管钢管材二次加热过程中的强韧性能和组织的变化关系,并讨论了热处理制度和材料组织的变化规律.结果表明,X70级弯管制备中主要体现为强度和韧性2个指标间的矛盾;控制马氏体的生成是获得强韧性合理匹配的高性能X70级弯管的关键.     

无工作室超前管棚施工技术在某输水隧洞中的应用

隧洞施工在遇到不良地质时,通常采用管棚超前支护.常规管棚施工存在扩挖、工程成本增加、后期处理难度大、安全保障差等缺点,故可采用无工作室超前管棚施工技术.其施作要点是取消管棚工作室,在隧洞设计开挖轮廓线内侧40 cm处,按设计外插角开孔并进行管棚孔钻设,将管棚与钻杆连接逐节推进至孔内;对于管棚侵限位置,采用自制的管棚推进器将管棚推进至隧洞设计开挖轮廓线外.无工作室管棚在某输水隧洞中成功应用,并取得了良好效果.该方法施工方便,灵活性强,经济性好,安全性高,可供类似工程参考采用.     

W型辐射管的铰链数值模拟方法研究

冶金行业中W型辐射管由于不均匀温度场的作用,最下端直管变形明显,其他直管变形次之,从而导致连接两直管的弯头应力增大．为此提出增加铰链连杆的想法,以此解决弯头应力过大问题．基于此,总结出三种用ANSYS以及Workbench模拟铰链力学行为的方法,详细介绍了三种方法的选项设置和操作要点,展示实施方法．并结合算例的计算结果对三种方法进行了综合比较,得出三种方法的优缺点以及适用范围．为解决用数值法模拟铰链力学行为问题提供了参考．     

剪切闸板防喷器剪切钻杆断口凸起高度评估

被剪钻杆断口的变形程度是评价剪切闸板防喷器剪切性能的重要依据之一,直接关系到钻杆的再循环利用和作业效率,而被剪钻杆断口凸起高度又是断口变形程度的重要方面。为了对被剪钻杆断口凸起高度做出合理评估,以钻杆为研究对象,依据运动学基本规律建立剪切闸板的运动方程,综合考虑作业参数,以坐标转换公式的矩阵形式和滑移线理论为基础,分别给出由单剪切点导致被剪钻杆断口在任意时刻及最终凸起高度的理论预测式,继而确定断口凸起位置并建立冲击块导致被剪钻杆断口凸起高度的理论评估模型。用剪切闸板防喷器进行剪切CT90管的剪切试验,获得CT90管的断口数据对评估模型进行验证,结果表明所建立的评估模型与剪切试验获得的断口凸起高度的相对误差在10%以内,具有较高的可靠性和适用性。分析V型角、刃口倒角等剪切闸板冲击块关键结构参数及钻杆结构尺寸对被剪钻杆断口凸起高度的影响规律,研究表明钻杆断口凸起高度随着V型角的增大而增加,随着刃口倒角的增大呈波浪形变动,且波谷逐步增加,刃口倒角在20 °时,钻杆断口凸起高度最小,钻杆断口凸起高度随着剪切点至V型角中心点的长度增加而增加。在满足井控要求的情况下,设计剪切闸板时,冲击块的刃口倒角以20 °为宜,V型角越小越好并尽可能地缩短剪切点至V型角中心点的长度。钻杆断口凸起高度随着钻杆内径及壁厚的增大而增大,在满足钻采的要求下,钻杆宜选用小通径薄壁钻杆。